电子色散补偿技术在高速光传输系统中的应用

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超高速光纤通信中的色散补偿技术

了．但是由于色散补偿光纤的加入将增加本不宽余的传输损耗．因此直到１９９０年掺饵光纤放大器出现后，色散补偿光纤才真正开始实际应用。使用这种原理的色散补偿光纤叫色散管理光纤ＤＣＦ，主
１当前主要的色散补偿技术
１．１采用色散补偿光纤优化色散特性
色散补偿光纤的基本原理是让光信号先通过一段不同的
仔细设计整套的干涉仪写入系统．否则严重的稳定性将致使其无法大批量生产
严重。为了进免该缺点，又提出了一种新型、双模色散补偿光
１．３ＧＴ标准具技术
采用ＧＴ标准具技术的色散补偿模块由两个平行反射镜
偿技术的研究和发展，对提高目前已经铺设的常规光纤通信系统容量提升具有尤其重要的意义。
【关键词】超高速，光纤通信；色散补偿技术【中图分类号】ＴＮ９２９．１１【文献标识码】Ｂ【文章编号】１００６－４２２２（２０１３）１４ — ０００３ — ０３反射波长ｈ＝２ＮｅｆＡ＝２ｓｉｎ（０，２），因此，可以通过改变两光束夹
对紫外激光相干长度无特殊要求，写入速度快，写入过程受外
部环境的影响小，因此是最受欢迎的光纤光栅制作方法。色散补偿调啾光纤光栅的优点是结构小巧，很容易接入光纤通信系统．然而也存在一些急需克服的缺陷，如带宽过窄、群时延

电子色散补偿技术在高速光传输系统中的应用

２ＡｃｅｉｋＴｅｈｏｏｉｓＣｏ，Ｌｔ．．ｃｌｃｎｌｇｅ．ｎｄ，Ｗｕａ３０４ｈｎ４０７，Ｃｈｎ）ｉａＡｂｔａｔｓｒｃ：Ａｓａｎｗｅｈｏｏｙｆｒｆｅｉｐｒｉｎｃｍｐｎａｉｎ，ＥｌｃｒｎｃＤｉｐｒｉｎＣｏｐｎａｉｎ（ＤＣ）ｉｒｄａｌｅｎｅｔｃｎｌｇｏｉｒｄｓｅｓｏｏｅｓｔｏｂｅｔｏｉｓｅｓｏｍｅｓｔｏＥｓｇａｕｌｙｂｉｇ
ａｐｅｒｃｉｌｒｊｃｓｎｔｉａｔｌ，ｔｅｅａｃｒｕｔｔｕｔｒｎｐｒｔｇｐｉｉｌａｅｉｔｄｃｄａｄａａｚｄａｄｐｌｄｉｐａｔａｐｏｅｔ．Ｉｓｒｃｉｇｎｒｌｉｉｓｒｃｕｅａｄｏｅａｉｒｃｐｅｒｒｕｅｎｎｌｅｎｉｎｃｈｉｅｓｃｎｎｎｏｙｉｓｃｍｐｎａｉｎｐｒｏｍａｃ０Ｇｂｔｓｏｔｃｌｒｎｍｉｓｏｙｔｍｓｖｒｆｄｂｈｙｔｍｅｔｎｈｎｌｓｓｏｈｅｔｔｏｅｓｔｅｆｒｎｅｉ１ｉｐｉａａｓｓｉｎｓｓｅｅｉｅｙｔｅｓｓｅｔｓｓａｄｔｅａａｙｉｆｔｅｔｓｏｎ／ｔｉ
的补偿性能。
关键词：电子色散补偿；色散；码率；误色散代价中图分类号：Ｎ８８Ｔ１文献标志码：Ａ文章编号：０５８８（０６０ —０２０１０ —７８２０）６０５－４
Ａｐｐｌｃｔｏｆｅｅｔｏｉｉｐｒｉｎｃｍｐｅａｉｎｔｃｎｌｇｉａｉｎｏｌｃｒｎｃｄｓｅｓｏｏｎｓｔｏｅｈｏｏｙｉｇ。ｐｅｐｉａｒｎｓｉｓｏｙｔｍｓｎｈｉｈｓｅｄｏｔｃｌｔａｍｓｉｎｓｓｅ

光纤通信系统中的信号传输失真与补偿方法

光纤通信系统中的信号传输失真与补偿方法随着信息技术的飞速发展，光纤通信系统作为一种高速、大容量、低损耗的通信方式，得到了广泛的应用。

然而，在光纤通信系统中，信号传输过程中会受到多种因素的影响而产生失真，从而降低了通信系统的性能和可靠性。

因此，研究和采用有效的信号传输失真补偿方法，对于提高光纤通信系统的性能至关重要。

一、信号传输失真的原因1. 色散效应：色散是指光信号在光纤中传输过程中，由于不同波长的光的传播速度不同而引起的传输延迟差异。

这种传输延迟差异导致光信号脉冲宽度扩展，从而影响光信号的解调和识别。

2. 线性损耗：光信号在光纤中传输时会受到光纤弯曲、扭曲等因素的影响而产生线性损耗。

线性损耗会导致光信号的能量衰减，从而降低信号的强度和质量。

3. 非线性效应：非线性效应主要包括自相位调制（XPM）、互相位调制（FWM）和自发光（ASE）等。

这些效应会导致光信号的频谱扩展、相位畸变和增加噪声等，从而使信号失真。

二、信号传输失真补偿方法为了解决光纤通信系统中信号传输失真的问题，科学家们提出了多种信号传输失真补偿方法，可以有效地提高光纤通信系统的性能和可靠性。

1. 光纤衍射补偿方法光纤衍射是由于光信号的传输过程中受到了光的波动性的影响而产生的失真。

为了减少光纤衍射引起的传输失真，可以采用预加权、均衡和衍射抑制等技术。

其中，预加权技术可以在发送端对光信号进行预处理，减少光纤衍射的影响；均衡技术可以在接收端对光信号进行均衡处理，使信号的频率响应变得平坦；衍射抑制技术可以通过设计光纤的结构参数来抑制光纤衍射效应。

2. 色散补偿方法色散是光纤通信系统中主要的信号传输失真因素之一。

为了解决色散引起的信号传输失真问题，可以采用主动或被动补偿方法。

主动补偿方法主要包括光纤光栅衍射、电调制与光调制的联合补偿等技术；被动补偿方法主要包括单模与多模光纤的混合传输、多中心光纤的设计等。

3. 光纤放大器补偿方法光纤放大器是光纤通信系统中放大光信号的重要设备，但它也会引起信号传输失真。

光传输系统中色散补偿问题的探讨

近年来，随着电信业务的发展和需求的不断增长，需要传输系统提供更高的容量，目前普遍采用波分复用（Ｍ）ＷＤ技术或提高传输速率来增加系统的
容量。我们知道，响光纤通信系统的两个主要问影题是光纤的衰减和色散。随着掺铒光纤放大器（ＤＡ）ＥＦ的实用化，光纤损耗不再是限制系统性能提高的主要因素。在光放大器实现对光纤的衰减补偿之后，散成为限制密集波分复用（ＷＤ）色ＤＭ和１ｉｓ以上速率传输系统传统距离的主要因０Ｇｂｔ及／素之一。传输距离增加，色散量也随之增大；另外现有Ｇ．５６２和Ｇ．５６５单模光纤中存在色散斜率，得使传输同样距离的不同波长信号光具有不同的色散量；些最终导致通信质量劣化，重时会使系统无这严法正常工作。因此需对通信链路实行色散补偿，以使各波长信号的色散量限制在系统容限内。
ｓｍｅｄｓｅｓｏｏｐｎａｉｎｔｃｎｌｇｅｔｈｏｕｎｔｅｍｏｔｃｍｍｏｌｓｄｄｓｅｓｏｏｅｓｔｎｆｅ（０ｉｐｒｉｎｃｍｅｓｔｅｈｏｏｉｓｗｉｔｅｆｃｓｏｈｓｏｏｈｎｙｕｅｉｐｒｉｎｃｍｐｎａｉｉｒＤＣＦ）ｏｂ
Ｓｕｙ０ｓｅｓｏｏｐｎａｉｎｉｐｔｃｌｔａｓｉｓｏｙｔｍｓｔｄｎｄｉｐｒｉｎｃｍｅｓｔｏｎｏｉａｒｎｍｓｉｎｓｓｅ

光束信号传输中的信号失真与补偿技术研究

光束信号传输中的信号失真与补偿技术研究引言：在现代通信系统中，光束信号传输是一种快速、高带宽的传输方式。

然而，由于光传输介质和光器件的非线性特性，信号传输过程中会发生信号失真现象，对传输质量造成不利影响。

因此，研究光束信号传输中的信号失真与补偿技术对于提高通信系统的可靠性和性能具有重要意义。

一、光束信号传输中的信号失真现象1. 光纤的色散引起的信号失真：光在光纤中传输时，不同频率的光信号由于色散效应会有不同的传播速度，导致信号失真。

2. 光纤的非线性引起的信号失真：光在光纤中传输时，受到光纤材料的非线性特性的影响，导致光信号的波形发生改变，产生失真。

3. 光器件的非线性引起的信号失真：在光信号传输路径中，光器件的非线性特性会引起信号的波形畸变，导致信号失真。

二、信号失真对传输系统的影响1. 降低传输距离：信号失真会使信号的功率逐渐衰减，降低传输距离限制了光通信系统的覆盖范围。

2. 减少系统传输容量：信号失真导致信号波形的扭曲，限制了系统传输速率，降低了系统的传输容量。

3. 增加误码率：信号失真会引起码间串扰和串扰增益，导致系统误码率的增加，降低了系统的可靠性。

三、信号失真补偿技术1. 色散补偿技术：通过引入色散补偿器，对信号进行补偿，校正传输距离中的色散效应，减小信号的失真。

2. 非线性补偿技术：引入预先设计的非线性补偿器，通过对信号波形进行修正，衰减非线性效应，提高信号传输质量。

3. 自适应均衡技术：通过不断监测和评估信号的失真情况，采用自适应算法对信号进行均衡处理，以恢复信号原始的波形特性。

4. 前向误差纠正技术：通过预测信号在传输过程中可能发生的失真情况，采取相应的纠正措施，提前对信号进行补偿。

5. 光放大器技术：利用光放大器对信号进行增强，补偿传输距离中信号的衰减，提高传输质量。

四、光束信号传输中信号失真与补偿技术研究的挑战与发展方向1. 研究深度：当前关于光束信号传输中信号失真与补偿技术的研究还处于初级阶段，仍需深入探索信号失真的机理和影响因素，提出更有效的补偿技术。

高速光通信系统中色散补偿

高速光通信系统中的色散补偿1．前言随着光传输系统中的传输速率的提高和信号传输带宽的增加，色散问题日益显著。

已经铺设的常规光纤规G.652线路的零色散点位于1310nm，在1550 nm 处时则具有较大的色散系数(17ps/nm/km)，光脉冲信号经过长途传输后，由于光纤色散值的积累引起脉冲展宽，导致严重的码间串扰，使得接收端产生误码现象，从而使传输特性变坏。

光纤色散补偿技术的研究，对提高目前已经铺设的常规光纤通信系统的容量具有尤其重要的意义。

色散补偿器对于推动全光网络架构起着决定性作用，发展高速全光网络的一个先决条件是必须做到光层面的色散监控与管理。

色散补偿器件在高速传输系统及下一代智能光网络中有着广泛应用。

2. 技术方案简介目前商用的光学色散补偿模块，包含固定色散补偿和可调色散补偿两大类，分别是基于色散补偿光纤、啁啾光纤光栅、GT标准具这三种技术方案。

2.1 色散补偿光纤色散补偿光纤是利用基模波导来获得高的负色散值，通过改变光纤的芯径、掺杂浓度等结构参数，使零色散波长移至大于1550nm波长的位置，于是在1550nm 处得到较大的负色散系数，通常在-50~-200ps/nm/km。

为了得到高的负色散值系数，必须减小光纤芯径，增加相对折射率差，而这种作法往往又会导致光纤的衰耗增加(0. 5~1dB/km)。

为了能在整个波段均匀补偿常规单模光纤的色散，又开发出一种既补偿色散又能补偿色散斜率的补偿光纤。

该光纤的特点是色散斜率之比与常规光纤相同，但符号相反，所以更适合在整个波形内的均衡补偿。

色散补偿光纤已经在全世界的高速通信系统中得到了广泛应用，许多传输系统都是通过DCF+G.652光纤实现的，具有无群时延抖动，全波段连续补偿,能够从100GHz间隔系统平滑升级到50GHz间隔系统等优点，但存在损耗大、光脉冲延迟高、非线性效应以及模块尺寸大等缺点。

2.2 啁啾光纤光栅啁啾通常是指一种频率变化的现象。

如果光纤光栅的周期沿长度方向发生一定变化，则其频率沿长度方向也会发生一定变化，即发生了啁啾，称这种光栅为啁啾光纤光栅。

光纤通信系统中色散补偿技术

光纤通信系统中色散补偿技术————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2光纤通信系统中色散补偿技术蒋玉兰(浙江华达集团富阳，31 1400)【摘要】本文叙述了光通信系统中一个重要的参数—色散，以及G65光纤通信系统的色散补偿技术。

文章还详细说明了各种补偿技术原理，并比较其优缺点。

最后强调说明色散补偿就是用来补偿光纤线路色散和非线性失真的技术。

1概述光纤通信的发展方向是高速率、大容量。

它从PDH 8 Mb/s, 34Mb/s,140Mb/s, 565Mb/s 发展到SDH 155Mb/s，622Mb/s，2.5Gb/s，10Gb/s。

现在又进展为波分复用WDM、密集型波分复用DWDM。

同时，光纤的结构从G652、G653、G654，发展到G655，以及G652C 类。

光纤的技术指标很多，其中色散是其主要的技术指标之一。

色散就是指不同颜色(不同频率)的光在光纤中传输时，由于具有不同的传播速度而相互分离。

单模光纤主要色散是群时延色散，即波导色散和材料色散。

这些色散都会导致光脉冲展宽，导致信号传输时的畸变和接收误码率的增大。

对于新建工程新敷设高速率或WDM光缆线路，可以采用非零色散位移光纤（NZ-DCF），ITU一T将这种光纤定名为G655。

G655光纤在1 550 nm处有非零色散，但数值很小（0.1~10.0pb/nm·km）。

其色散值可以是正，也可以是负。

若采用色散管理技术，可以在很长距离上消除色散的积累。

同时，对WDM系统的四波混频现象也可压得很低，有利于抑制非线性效应的影响。

自从光纤通信商用开始，至今20余年，国内外已大量敷设了常规单模光纤(G652)的光缆，这类光缆工作在1550nm波段时，有18ps/nm·km的色散，成为影响中继距离的主要因素。

所以，对高速率长距离的系统必须要考虑色散补偿问题。

用于高速光传输系统的色散补偿技术

发出的光存在一定的带宽，不同频率的光也会以不同的速
术特点以及国内外研究情况，在不同的色现
散补偿技术正逐步成熟并走向应用，于系基
统的需要，色散补偿器件在向宽带、调谐可
光纤通过工艺的改进，以有效的抑制Ｐ可ＭＤ。
ＶＩＰＡａｅｉｔｄｃｄｉｔｉｐｐｒｒｎｒｕｅｎｈｓａｅ．ｏ
Ｎｏ。ｗ
ｄｆｅｅｔｄｓｅｓｏｃｍｐｎａｉｎｔｃｏｏｉｓｉｒｎｉｐｒｉｎｏｅｓｔ传输系统用到的光纤主要有常规单模光纤Ｇ．５６２、色散位移光纤（ＳＧ．５ＤＦ）６３以及非零色散位移光纤（ＺＤＦ）．５Ｎ — ＳＧ６５，其中Ｇ．５６３光纤的零色散位置在１５ｕ．５ｒｎ附近，适合用来传输Ｃ波段ＤＤ信号。早期的Ｎ — Ｓ不ＷＭＺＤＦ色散值比较小，载ＤＤ信号时非线性现象比较严重，承ＷＭ于是康宁和朗讯分别研制出了新一代的大有效面积ＬＡＦ光Ｅ纤和低色散斜率的ＴｕｗｖＳ光纤，适用于高速或超长ｒｅａｅＲＤＤ光传输系统，散略高于早期的Ｎ — ＭＦ，效面积ＷＭ色ＺＳ有
方向发展。

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张翠红等 & ! 电子色散补偿技术在高速光传输系统中的应用
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! 湖北武汉 !$ 湖北武汉 !$ $ !#华中科技大学光电子科学和工程学院 " % & & ’ $# "#武汉光迅科技股份有限公司 " % & & ’ $ 摘要 " 电子色散补偿 ! 技术作为一种新的光纤色散补偿技术正在逐步进入实用化阶段 % 文章介绍和分析了 ( ( ) *$ ) *的一般电路结构和工作原理 " 并通过对 ! & 和对测试数据的分析" 验证了在! & &+ , . /光传输系统的测试 " &+ , . /光传输系统中 ( ) * 的补偿性能 % 关键词 " 电子色散补偿 # 色散 # 误码率 # 色散代价中图分类号 " 文献标志码 " # $ 01 2 ! 2!!! 3!!! 文章编号 " ! & & 4 5 2 ’ 2 2 " & & 6 & 6 5 & & 4 " 5 & $
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传输系统的传输距离 ! 各种色散补偿技术不断出现并发展起来 ! 如色散补偿光纤 * 色散补偿光栅* 中点谱反转和电子色散补偿 " 等’ ( ) *$ 各种色散补偿方式各有特点 ! 色散补偿光纤补偿波长范围宽 ! 但损耗大# 色散补偿光栅损耗小! 但光谱通带很小 ! 一个补偿光栅只能补偿一个通道’ 它可以和 ( ) * 技术是一种新的光纤色散补偿技术 ! 接收处理电路集成在一起 ’ 因此 ! 有学者认为 ! ( ) * 将是实现小型化 * 低功率和低成本元器件的关键技
散补偿的 ! 它通过对接收光信号在电域进行抽样 ! 软件优化和信号复原 ! 能有效地调整接收信号的波形 ! 恢复由于色散 * 偏振模色散 " 和非线性引起的 UT)$
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%! 色散补偿试验研究
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!! 可以证明 !
收稿日期 % " & & 6 5 & 4 5 % ! 作者简介 % 张翠红 " $ ! 女! 广西宾阳人 ! 研发工程师 ! 硕士 ! 主要从事光通信器件和子系统的研究和开发工作 ’ ! W ’ 2 5
使基于密集波分复 !! 不断提高的数据传输速率 ! 用" 技术的光纤通信系统中的光纤色散成 )H)T$ 为限制传输距离的主要因素 ’ 在不加任何色散补偿的 +# & 6 4 "光纤线路上! ! &+ , . /速率下电吸收调
() 制激光器的色散受限距离仅为 2 &J N! ’为了提高
$( 用’ $ 为了实现自适应补偿 # 最常用的是 Z Z (和
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式中 # 1D 1E , , $ $ D $! ) 8 $! D 和# E $! ) E 6 $! # 是对应于漏极传输线和栅极传输线在两个放大器之间的相位延时 # ! 为信号角频率$ 67 * 是第* 级放大器的跨导 # 通过4+ $ * 电压控制 $ D 和$ E分别为两个放大器之间栅极和漏极传输线的时间延时 $ 通过控制栅极电压4+ * 来控制67 *# 从而控制每级延时响应输出的加权值 # 最终可控制 Z Z ( 滤波器amp; & 6 年 ! 第 6 期 ! 总第 ! % 2期